CN106323223B - 一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统 - Google Patents

一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统 Download PDF

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本发明公开了一种高速公路路堑边坡监测预警系统，其组成包括多级路堑边坡土体（1），钢管桩（2），位移计（3），细钢丝（4）、PVC软管（5），太阳能供电系统（6）与供电线路（7）等。本发明提供一种可以通过对坡面位移监测对高速公路路堑滑坡进行早期预警的监测系统。本发明所采用的钢管桩（2）用于固定位移计（3），支撑供电线路（7）以及PVC软管（5），所采用位移计（3）量程、精度与监测阈值应根据所监测边坡的情况所确定，采用细钢丝（4）连接位移计（3）与钢管桩（2），所采用的PVC软管（5）可以保护位移计（3）、供电线路（7）保证其可以长期正常运行，所采用太阳能供电系统（6）可以对装置进行长时间供电。

Description

一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统
本发明涉及一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统，特别是涉及一种高速公路路堑边坡牵引式滑坡的监测系统。
背景技术
目前对高速公路路堑边坡监测的方法主要为采用测斜管方式监测土体深层位移，采用GPS监测坡面位移以及采用雨量计监测降雨量，这种方式监测信息较多，分析数据难度较大，装置容易遭到人为损坏，而且造价较高。实际上，所有边坡失稳滑坡的最重要特征为坡面相对位移的变化，尤其是对于常常发生牵引式滑坡的路堑边坡更是如此。因此，本发明仅采用位移计监测边坡坡面位移，监测精度可以满足要求，而且成本低廉，对于相同的预算可以进一步加密监测，提高监测准确程度，而且施工简便，对技术人员专业素质要求较低，可以在恶劣条件下长期工作，对高速公路路堑边坡监测以及预警具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以进行高速公路路堑边坡变形监测及预警的简易系统，能有效对边坡坡面位移进行实时监测与预警。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统，其组成包括多级边坡土体，钢管桩，位移计，PVC软管，太阳能供电系统与供电线路。本发明所要解决的技术问题是针对不良地质区域高速公路路堑边坡在降雨等外界因素影响下经常出现失稳，对高速公路交通造成严重影响的特点，提供一种可以通过对坡面位移监测对高速公路路堑滑坡进行早期预报的监测系统。本发明所采用的钢管桩用于固定位移计，支撑供电线路以及PVC软管，所采用位移计的量程、精度与报警阈值根据边坡特定情况而定，采用铁丝连接位移计与钢管桩，所采用的PVC软管可以保护位移计、供电线路保证其可以长期正常运行，所采用太阳能供电系统可以对装置进行长时间供电。
所述的钢管桩方向应垂直于边坡坡面，设置在每一级平台处以及边坡坡顶处，每个监测断面上边坡顶部的钢管桩基础必须深入基岩或者贯通潜在滑动面，其余钢管桩应嵌入基岩之上的土层中以保证在边坡稳定状态下不会发生移动。
所述的位移计量程、精度与报警阈值根据边坡的特定条件而定，并且在供电状态下可以实时无线发送监测数据信号。
所述的铁丝紧固在钢管桩方向，同时可以承受一定程度的压力。
所述的太阳能供电系统可以储存一定量的电能。
所述的PVC软管为具有防水效果，但不可承受拉力与压力的软管。
采用上述技术方案的高速公路路堑边坡变形监测及预警系统，位移计可以对边坡坡面位移进行实时监测并无线发送监测数据，所采用的钢管桩可用于固定位移计，太阳能供电系统可以对系统整体进行不间断供电，PVC软管可以对位移计、铁丝以及供电线路起到防水保护的作用。
综上所述，本发明解决了高速公路路堑边坡经常出现牵引式失稳滑坡，又难以进行监测预警的问题，是一种简便易行，安全可靠的高速公路路堑边坡变形监测及预警系统。
附图说明
图1是高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的正面示意图。
图2是高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的侧面示意图。
图3是高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的位移计、铁丝、供电系统与PVC软管示意图。
图4是高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的钢管桩接头处示意图。
图5是高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的信息处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，钢管桩垂直边坡坡面打入边坡体内，每个监测面的每一级台阶的平台均设置一个钢管桩而且坡顶处应向内延伸设置一个钢管桩，每个监测截面之间的距离约为50m左右。监测系统的太阳能供电装置放置在阳光充分照射的位置，并应充分考虑施工与维护的难易程度。如图2所示，最上部的钢管桩应打入边坡基岩内部，或者穿过土质边坡的潜在滑动面，以保证在发生滑坡时最上部的钢管桩不会轻易移动，支撑杆对位移计起到支撑作用，防止铁丝发生松弛，影响监测效果。PVC软管内的布置如图3所示，供电线路向可发射信号的位移计提供电能，外部的PVC软管对位移计，供电线路等起到防水保护的作用。而且软管不能承受拉力或压力，对位移计的精确程度不产生影响。如图4所示，PVC软管与铁丝的一端紧固在钢管桩上部，供电线路穿过钢管桩对系统整体进行供电。监测系统的信号处理流程如图5所示，首先由各个监测截面上的位移计进行不间断监测并传输信号至监测站，监测站将信号收集后发送至数据处理中心，对数据进行分析计算，得到边坡的稳定性状况，将实时的边坡稳定性状态发送至路政部门与交警部门，如分析得到边坡处于失稳状态，则应及时进行交通限行甚至封闭道路，同时也可以传输至高速公路的信息提示屏幕上，为司机提供信息，如有大面积的监测位移超过设定阈值的状况则监测站会迅速发出警报。分析数据后根据实际情况适时通知监测站调整监测方案，如有个别数据异常应通知监测站查明原因，及时对系统进行维护。
参见图1和图2，本发明采用的一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统的使用方法是。
(1)根据边坡尺寸性状，土质特征以及现有经验确定监测截面的位置，以及不同截面之间的距离，确定各个截面所需监测位移计的数量，选择合适位置建立监测站，并布设太阳能供电系统。
(2)将最顶部的钢管桩固定在边坡基岩处或者穿过计算得到的潜在滑动面，其余钢管桩应保证不会轻易移动。将铁丝紧固在钢管桩的特定位置，使其保持工作状态，即当边坡出现位移时可以将位移量传导至位移计。同时固定好供电线路并用PVC软管将装置保护起来。
(3)各个监测截面上的位移计进行不间断监测并传输信号至监测站，监测站将信号收集后发送至数据处理中心，对数据进行分析计算，得到边坡的稳定性状况，将实时的边坡稳定性状态发送至路政部门与交警部门，如分析得到边坡处于失稳状态，则应及时进行交通限行甚至封闭道路，同时也可以传输至高速公路的信息提示屏幕上，为司机提供信息，如有大面积的监测位移超过设定阈值的状况则监测站会迅速发出警报。分析数据后根据实际情况适时通知监测站调整监测方案，如有个别数据异常应通知监测站查明原因，及时对系统进行维护。

Claims (2)

1.一种高速公路路堑边坡变形监测及预警系统，其特征是：钢管桩(2)设置在路堑边坡(1)开挖的平台处以及边坡坡顶向后延伸一定距离处，采用铁丝(4)连接钢管桩(2)与位移计(3)，监测线路为沿路堑边坡(1)纵向分布并延伸至边坡坡顶向后一段距离处，采用太阳能供电系统(6)对全部位移计(3)进行供电，采用PVC软管(5)对铁丝(4)、位移计(3)、供电线路(7)进行保护，所述的PVC软管(5)为具有防水效果，但不可承受拉力与压力的软管，采用支撑杆对位移计进行支撑，起到支撑作用，防止铁丝(4)发生松弛，影响监测效果，根据路堑边坡(1)的形状，尺寸以及土质确定各个位移计(3)的量程、精度以及监测阈值，当任意一个测量值超过阈值后则通过控制系统向监测人员发出警报，同时将信息上报至路政与交管部门，进行及时合理的处置；所述的钢管桩(2)方向垂直于路堑边坡(1)坡面，设置在每一级平台处以及边坡坡顶处，每个监测断面上边坡顶部的钢管桩(2)基础必须深入基岩或者贯通潜在滑动面，其余钢管桩(2)嵌入基岩之上的土层中以保证路堑边坡(1)在稳定状态下不会发生移动；
各个监测截面上的位移计进行不间断监测并传输信号至监测站，监测站将信号收集后发送至数据处理中心，对数据进行分析计算，得到边坡的稳定性状况，将实时的边坡稳定性状态发送至路政部门与交警部门，如分析得到边坡处于失稳状态，则及时进行交通限行甚至封闭道路，同时传输至高速公路的信息提示屏幕上，为司机提供信息，如有大面积的监测位移超过设定阈值的状况则监测站迅速发出警报。
2.根据权利要求1所述的高速公路路堑边坡变形监测及预警系统，其特征是：所述的太阳能供电系统(6)能够储存一定量的电能。
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